【導讀】通信系統(tǒng)中的我國自主研發(fā)的TD-SCDMA系統(tǒng)進行深入的研究。ZXTRB328的仿真系統(tǒng)進行實驗操作，進一步掌握TD-SCDMA技術。的能力，并具備一定的科學研究能力。第01—04周：廣泛查閱資料，確定論文的總體設計方案。置實驗，在此之上完成畢業(yè)論文。第15周：整理資料，裝訂論文，準備答辯。[2]中興通訊NC教育管理中心.TD-SCDMA第三代移動通信技術原理與應用[M].[4]彭木根，王文博.TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社，2020.[5]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)標準[M].人民郵電出版社,2020.[7]樊昌信等.通信原理（第六版）[M].國防工業(yè)出版社，2020.[9]劉寶玲等.3G移動通信系統(tǒng)概述[M].人民郵電出版社,2020.[10]TD-SCDMA系統(tǒng)關鍵技術.中興通訊股份有限公司.[11]王自清著.寬帶CDMA移動通信原理[M].電子工業(yè)大學出版社，2020.[13]何林娜.數(shù)字移動通信技術[M].機械工業(yè)出版社,2020.[14]吳偉陵.移動通信中的關鍵技術.北京郵電大學出版社，2020.（第三版）[M].清華大學出版社，2020.

　　

【正文】 速率為 。 TS0 總是固定地用作下行時隙來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息，是廣播信道 PCCPCH 獨自占用的時隙。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 29 而 TS1 總是固定地用作上行時隙。其它的常規(guī)時隙可以根據(jù)需要靈活地配置成 上行或下行以實現(xiàn)不對稱業(yè)務的傳輸，上下行的轉換由一個轉換點（ Switch Point）分開。每個 5ms 的子幀有兩個轉換點（ UL 到 DL 和 DL 到 UL），第一個轉換點固定在 TS0 結束處，而第二個轉換點則取決于小區(qū)上下行時隙的配置。 UpP TS ( 160 ch i p s ) 子幀 5m s ( 640 0c hi p ) T s 0 T s 1 8M ch i p/ s T s 4 T s2 T s 3 T s 5 T s 6 Dw P TS ( 96 ch i p s ) G P ( 96 ch i p s ) 轉換點 轉換點 圖 52 TDSCDMA 子幀 結構 時隙結構 時隙結構也就是突發(fā)的結構。 TDSCDMA 系統(tǒng)共定義了 4 種時隙類型，它們是 DwPTS、 UpPTS、 GP和 TS0~TS6。其中 DwPTS 和 UpPTS 分別用作上行同步和下行同步，不承載用戶數(shù)據(jù)， GP用作上行同步建立過程中的傳 播時延保護， TS0~TS6用于承載用戶數(shù)據(jù)或控制信息。 考慮到小區(qū)內(nèi)距離基站不同距離用戶接受 DwPts 和 UpPts 時間不同，而必須又要遵從上下行的同步關系，因此采用 GP 做為緩沖區(qū)，使不同的用戶有足夠的時間進行提前發(fā)送和接收。當然 GP 的長度決定了小區(qū)的最大覆蓋距離。折合半徑 。對于大一些的小區(qū)，提前 UpPTS 將干擾臨近 UE 的 DwPTS 的接收，這是允許和可接受的。 傳輸信道到物理信道的映射 三種信道模式 邏輯信道： MAC 子層向 RLC 子層提供的服務，它描述的是傳送什么類 型的信息 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 30 傳輸信道：物理層向高層提供的服務，它描述的是信息如何在空中接口上傳輸 物理信道：承載傳輸信道的信息 傳輸信道對物理信道的映射關系 表 51 給出了 TDSCDMA 系統(tǒng)中傳輸信道和物理信道的映射關系。表中部分物理信道與傳輸信道并沒有映射關系。按 3GPP 規(guī)定，只有映射到同一物理信道的傳輸信道才能夠進行編碼組合。由于 PCH 和 FACH 都映射到 SCCPCH，因此來自 PCH 和 FACH 的數(shù)據(jù)可以在物理層進行編碼組合生成 CCTrCH。其它的傳輸信道數(shù)據(jù)都只能自身組合成，而不能相互組合。另外， BCH和 RACH 由于自身性質的特殊性，也不可能進行組合。 表 51 TDSCDMA 系統(tǒng)中傳輸信道和物理信道的映射關系 傳輸信道 物理信道 DCH 專用物理信道 (DPCH) BCH 主公共控制物理信道 (PCCPCH) PCH 輔助公共控制物理信道 (SCCPCH) FACH 輔助公共控制物理信道 (SCCPCH) RACH 物理隨機接入信道 (PRACH) USCH 物理上行共享信道 (PUSCH) DSCH 物理下行共享信道 (PDSCH) 下行導頻信道 (DwPCH) 上行導 頻信道 (UpPCH) 尋呼指示信道 (PICH) 快速物理接入信道 (FPACH) 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 31 TDSCDMA信道編碼及復用 為了保證高層的信息數(shù)據(jù)在無線信道上可靠地傳輸，需要對來自 MAC 和高層的數(shù)據(jù)流（傳輸塊／傳輸塊集）進行編碼／復用后在無線鏈路上發(fā)送，并且將無線鏈路上接收到的數(shù)據(jù)進行解碼／解復用再送給 MAC 和高層。在相應的每個傳輸時間間隔 TTI（ Transmission Time Interval），數(shù)據(jù)以傳輸塊的形式到達 CRC單元。這里的 TTI 允許的取值間隔是： 10ms、 20ms、 40ms、 80ms。圖 53 給出了 TDSCDMA 上、下行鏈路的傳輸信道復用結構。圖中每個虛線框表示一個 TTI的傳輸塊的基帶處理流程。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 32 tUttttvvvv,3,2,1,, ? ppUpppuuuu ,321? Sssss ,321? iiViiiffff ,321? ppUpppw ,321? tMttttgggg,3,2,1,, ? ii m Aimimimaaaa ,321? iiTiiitttt ,321? iiEiiicccc ,321? ii m Bimimimbbbb , .. . .,321 iirKiririroooo ,321? iiNiiieeee ,321? iiTiiidddd ,321? 附加 CRC 校驗位 傳輸塊級聯(lián) / 分割 信道編碼 無線幀均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 物理信道映射 子幀分割 傳輸信道復用 物理信道分割 第二次交織 子幀分割 物理信道映射 P hC H1, P hC H2, P hC H3,….., P hC Hk, 傳輸信道 i 速率匹配 傳輸信道 m 傳輸信道 n 速率匹配 圖 53 用于上行及下行鏈路的傳輸信道編碼 /復用步驟 合并為 CCtrCH 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 33 下面以廣播信道為例說明信道復用和交織過程。 BCH 的傳輸時間間隔為 20 ms，數(shù)據(jù)塊長度固定為 246 比特，不足部分由 RRC層負責補足，信道的其它參數(shù)可參見表 52 。物理層收到來自 BCH 傳輸信道的數(shù)據(jù)塊后，將按如下步驟進行處理： 為傳輸塊附加上 16 比特 CRC 校驗碼和用于信道編碼的 8 個尾比特，數(shù)據(jù)塊的長度變?yōu)?270 比特； 按 1/3 碼率的卷積編碼進行信道編碼，數(shù)據(jù)塊變?yōu)?270*3=810 比特； 按要求進行第 1次交織； 將數(shù)據(jù)塊按基本傳輸時間間隔（ 10 ms）進行無線幀分割， 20 ms 的數(shù)據(jù)塊被平均分割成兩個相同大小的塊，每個塊的長度為 405 比特； 按每幀的物理信道容量進行速率匹配。 BCH 傳輸信道被映射到物理信道PCCPCH，每個無線幀的信道容量為 352 比特。因而 405 比特的輸入數(shù)據(jù)按給定的算法被打孔打掉 405352=53 比特； 進行第二次交織。 表 52 BCH 參數(shù) 傳輸快大小 246bit CRC 校驗 16 bit 編碼方案 1/3 卷積編碼 傳輸時間間隔 TTI 20ms 碼道和時隙 擴頻因子 SF=16； TS0 的 2 個碼分信道 TFCI 0 bit TPC 0 bit 擴頻與調(diào)制 擴頻與調(diào)制過程 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 34 圖 54 擴頻與調(diào)制過程（ 1） 來源于物理信道映射的比特流在進行擴頻處理之前，先要經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)制。所謂數(shù)據(jù)調(diào)制就是把 2個（ QPSK 調(diào)制）或 3 個（ 8PSK 調(diào)制）連續(xù)的二進制比特映射成一個復數(shù)值的數(shù)據(jù)符號。 經(jīng) 過物理信道映射之后，信道上的數(shù)據(jù)將進行擴頻和擾碼處理。 擴頻和擾碼后的復值數(shù)據(jù) 子幀 形成 M i d a m bl e 碼 實部和虛部分離 F I R 脈沖成形濾波器 R e {S } F I R 脈沖成形濾波器 I m {S } D C A D C A co s( ? t) si n ( ? t) 圖 55 擴頻與調(diào)制過程（ 2） 在發(fā)射端，數(shù)據(jù)經(jīng)過擴頻和擾碼處理后，產(chǎn)生碼片速率的復值數(shù)據(jù)流。流中的每一復值碼片按實部和虛部分離后再經(jīng)過脈沖成形濾波器成形，然后發(fā)送出去。 數(shù)據(jù)調(diào)制 調(diào)制就是對信息源信息進行編碼的過程，其目的就是使攜帶信息的信號與信道特征相匹配以及有效地利用信道。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 35 QPSK 調(diào)制 為減小傳輸信號頻帶來提高信道頻帶利用率，可以將二進制數(shù)據(jù)變換為多進制數(shù)據(jù)來傳輸。多進制的基帶信號對應于載波相位的多個相位值。 QPSK 數(shù)據(jù)調(diào)制實際上是將連續(xù)的兩個比特映射為一個復數(shù)值的數(shù)據(jù)符號： 連續(xù)二進制比特 復數(shù)符號 00 +j 01 +1 10 1 11 j 8PSK 調(diào)制 8PSK 數(shù)據(jù)調(diào)制實際上是將連續(xù)的三個比特映射為一個復數(shù)值的數(shù)據(jù)符號。在 TDSCDMA 系統(tǒng)中，對于 2Mbps 業(yè)務采用 8PSK 進行數(shù)據(jù)調(diào)制，此時幀結構中將不 使用訓練序列，全部是數(shù)據(jù)區(qū)，且只有一個時隙，數(shù)據(jù)區(qū)前加一個序列。 擴頻調(diào)制 擴頻，就是用于高于比 特速率的數(shù)字序列與信道數(shù)據(jù)相乘，相乘的結果擴展了信號的寬度，將比特速率的數(shù)據(jù)流轉換成具有碼片速率的數(shù)據(jù)流。擴頻處理通常也叫信道化操作，所使用的數(shù)字序列稱為信道化碼，在 TDSCDMA 系統(tǒng)中，使用 OVSF（正交可變擴頻因子）作為擴頻碼，上行方向的擴頻因子 16，下行方向的擴頻因子為 16。 擾碼與擴頻類似，也是用一個數(shù)字序列與擴頻處理后的數(shù)據(jù)相乘，與擴頻不同的是，擾碼用的數(shù)字序列與擴頻后的信號序列具有相同的碼片速率，所作的乘法運算是一種逐碼片相乘的運算。擾碼的目的是為了標識數(shù)據(jù)的小區(qū)屬性，將不同的小區(qū)區(qū)分開來。擾碼是在擴頻之后使用的，因此它不會改變信號的帶寬，而只是將來自不同信源的信號區(qū)分開來，這樣，即使多個發(fā)射機使用相同的碼字擴頻也不會出現(xiàn)問題。在 TDSCDMA 系統(tǒng)中，擾碼序列的長度固定為 16，系統(tǒng)共定義了 128 個擾碼，每個小區(qū)配置 4 個。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 36 正交可變擴頻因子 (OVSF)碼 Q k = 1 Q k = 2 Q k = 4 ) 1 ( ) 1 ( 1 ? ? ? k Q a ) 1 , 1 ( ) 1 ( 2 ? ? ? k Q a ) 1 , 1 ( ) 2 ( 2 ? ? ? ? k Q a ) 1 , 1 , 1 , 1 ( ) 1 ( 4 ? ? ? k Q a ) 1 , 1 , 1 , 1 ( ) 2 ( 4 ? ? ? ? ? k Q a ) 1 , 1 , 1 , 1 ( ) 3 ( 4 ? ? ? ? ? k Q a ) 1 , 1 , 1 , 1 ( ) 4 ( 4 ? ? ? ? ? k Q a 圖 56 OVSF 碼樹 TDSCDMA 系統(tǒng)使用的信道化碼是正交可變擴頻因子碼（ OVSF），使用 OVSF技術可以改變擴頻因子，并保證不同長度的不 同擴頻碼之間的正交性。 OVSF 碼可以用碼樹的方法來定義。碼樹的每一級都定義了一個擴頻因子為Qk的碼。并不是碼樹上所有的碼都可以同時用在一個時隙中，當一個碼已經(jīng)在一個時隙中采用，則其父系上的碼和下級碼樹路徑上的碼就不能在同一時隙中被使用，這意味著一個時隙可使用的碼的數(shù)目是不固定的，而是與每個物理信道的數(shù)據(jù)速率和擴頻因子有關。 擴頻調(diào)制的原理 擴展頻譜（簡稱擴頻）通信技術是一種信息傳輸方式，是碼分多址的基礎，是數(shù)字移動通信中的一種多址接入方式。特別是在第三代移動通信中，它已成為最主要的多址接 入方式。擴頻通信在發(fā)端，采用擴頻碼調(diào)制，使信號所占的頻帶寬度遠大于所船信息必需的帶寬；在收端，采用相同的擴頻碼進行相關解調(diào)來解擴以恢復所傳信息數(shù)據(jù)。擴頻通信的理論基礎來源于信息論和抗干擾理論。 仙農(nóng)在信息論研究中總結出的信道容量公式，即仙農(nóng)公式： C = W Log2(1+S/N) 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 37 式中： C信息的傳輸速率 S有用信號功率 W頻帶寬度 N噪聲功率 由式中可以看出： 為了提高信息的傳輸速率 C，可以從兩種